Entanglement kwantik nan foton double rezolisyon mikwoskòp
Sèvi ak yon "etranj" fenomèn nan fizik pwopòsyon, chèchè Caltech yo te dekouvri yon fason yo double rezolisyon an nan mikwoskòp limyè.
Nan yon papye ki te pibliye nan jounal Nature Communications, yon ekip ki te dirije pa Lihong Wang, Pwofesè Bren nan Jeni Medikal ak Jeni Elektrik, demontre yon kwasans pi devan nan mikwoskopi atravè sa yo rele kwantik entanglement. Entanglement kwantik se yon fenomèn kote de patikil yo lye konsa ke eta a nan youn korelasyon ak eta a nan lòt la, kèlkeswa si patikil yo toupre youn ak lòt. Albert Einstein te rele entanglement pwopòsyon "aksyon spooky nan yon distans" paske li pa t 'kapab eksplike pa teyori relativite li a.
Dapre teyori pwopòsyon, nenpòt ki kalite patikil ka konplitché. Nan nouvo teknik mikwoskospi Wang a, ki rele konyensidans kwantik mikwoskopi (QMC), patikil yo konplitché yo se foton. Ansanm, de foton konplitché yo rele de foton, e sa ki enpòtan pou mikwoskòp Wang a, yo konpòte yo nan kèk fason kòm yon sèl patikil ak de fwa momantòm yon foton sèl.
Depi mekanik pwopòsyon di ke tout patikil yo tou vag, ak longèdonn nan yon vag se envès pwopòsyonèl ak momantòm nan patikil la, patikil la ki gen momantòm gen yon longèdonn ki pi piti. Se poutèt sa, depi yon de-foton gen de fwa momantòm yon foton, li gen mwatye longèdonn yon foton sèl.
Sa a se kle nan fason QMC travay. Mikwoskòp sèlman ka imajine karakteristik sou objè ki gen pi piti gwosè se mwatye longèdonn limyè mikwoskòp la itilize. Diminye longèdonn limyè sa a vle di mikwoskòp la ka wè bagay ki pi piti, amelyore rezolisyon an.
Entanglement kwantik se pa sèl fason pou diminye longèdonn limyè yo itilize nan mikwoskòp. Pou egzanp, limyè vèt gen yon longèdonn ki pi kout pase limyè wouj, ak limyè vyolèt gen yon longèdonn ki pi kout pase limyè vèt. Men, akòz yon lòt kapris nan fizik pwopòsyon, limyè ki gen longèdonn ki pi kout pote plis enèji. Se konsa, yon fwa ou ekspoze a limyè ak yon longèdonn piti ase pou imajine ti bagay, limyè a pote anpil enèji ke li ka domaje objè a ke yo imajine, espesyalman bèt vivan tankou selil yo. Se poutèt sa reyon iltravyolèt (UV) longèdonn trè kout ka ba ou yon boule solèy.
Limit sa a se kontourne lè w sèvi ak de-foton, ki pote enèji ki pi ba nan foton ki pi long longè, pandan y ap gen menm longèdonn ki pi kout nan foton ki pi wo a.
"Selil yo pa renmen UV limyè," Wang te di. "Sepandan, si nou ka imajine selil yo lè l sèvi avèk 400-limyè nanomèt epi reyalize efè 200-limyè nanomèt, ki se limyè iltravyolèt, selil yo kontan epi nou jwenn rezolisyon iltravyolèt.
Pou reyalize sa, ekip Wang te bati yon aparèy optik ki klere limyè lazè nan yon kristal espesyal ki konvèti kèk nan foton yo ki pase atravè li an de foton. Menm ak kristal patikilye sa a, switch sa a trè ra, ki fèt sou lòd youn nan yon milyon foton. Sèvi ak yon seri de miwa, lantiy ak prism, chak de-foton - efektivman ki gen ladan de foton disrè - yo divize ak navèt sou de chemen, kidonk youn nan foton yo pè pase nan objè a ke yo imajine ak lòt la pa fè sa. .
Foton ki pase nan objè a rele foton siyal, epi foton ki pa pase nan objè a rele foton san fè anyen konsa. Lè sa a foton sa yo kontinye atravè plis optik jiskaske yo rive nan yon detektè ki konekte ak yon òdinatè ki bati yon imaj selil la ki baze sou enfòmasyon yo pote pa foton siyal yo. Etonan, malgre prezans objè a ak chemen separe li yo, foton pè yo te rete konplitché kòm de-foton, ki te konpòte nan mwatye longèdonn lan.
Laboratwa a se pa premye moun ki mennen ankèt sou kalite imaj de foton sa a, men li se premye moun ki sèvi ak konsèp la pou kreye yon sistèm k ap travay. "Nou devlope sa nou te panse se te yon teyori solid ak mezi pi rapid, pi egzak nan entanglement. Nou reyalize rezolisyon mikwoskopik ak imaj selilè.
Pandan ke teyorikman pa gen okenn limit nan kantite foton ki ka konplitché youn ak lòt, chak foton adisyonèl ogmante plis momantòm nan multiphoton ki kapab lakòz la pandan y ap diminye plis longèdonn li yo.
Rechèch nan lavni ta ka konplike plis foton, menm si li remake ke chak foton adisyonèl plis diminye pwobabilite pou entanglement siksè, ki se deja osi ba ke youn nan yon milyon, jan mansyone pi wo a.
